铁路光纤无线通信论文

摘要：光载无线通信技术结合光纤通信和无线移动通信的技术优势，较好的解决了带宽问题，灵活性问题和电磁干扰问题，其相关技术的研究已在国内外引起了广泛关注。目前瓶颈问题是实用性低，成本较高。作者对此提出了光载无线多体制接入(RoFMA)的实现方案，提出用光时分复用、多体制复用与解复用技术降低接入成本。下面小编整理了一些《铁路光纤无线通信论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

铁路光纤无线通信论文 篇1：

铁路通信系统中移动通信技术的有效应用研究

摘要：移动通信技术的使用是轶路通信系统数字化、智能化的标志，铁路通信系统中应用移动通信技术，使得光纤技术与铁路通信进行结合，可以进一步减少铁路通信系统的故障，提升通信系统质量。文章主要针对铁路通信系统中移动通信技术的有效应用进行研究，为完善铁路通信系统提供一定参考。

关键词：铁路通信系統；移动通信技术；故障

1移动通信技术概述

1.1移动通信技术定义

现代移动通信技术主要通过光纤通信技术为技术标志，使用高频光波为载波，使得光纤逐渐成为一种信息传播工具，使得光纤成为一种新型传播方式，提升了整体的通信速度，成为现代移动通信的标志[1]。光纤通信技术在使用中损耗小，信号传输速度快，并且在进行传导中可以更加全面地对信号进行保护，减少信号传输中的损伤，因此使用得到较大程度的推广，推动了许多新技术的进步，为各种行业的发展进步提供了更加便捷的通信方式，使得通信功能得到提升[2]。

1.2移动通信技术类型1.2.1波分复用技术

波分复用技术可以结合不同的波长，将同一时段的波长进行分区，这样可以对光纤的传播速度进行更加科学的利用，使得光纤得到更大程度的使用，减少宽带使用中的不稳定情况，使得信号的传输更加稳定[3]。同时通过光纤的频率不同利用复用技术进行分区，使得不同波长之间的信号相互独立，可以通过一根光纤信号将不同的频率进行传输，进一步提升光纤的使用效率。

1.2.2光纤连接

光纤通信技术的大力发展是我国移动通信事业的发展，这样的传播方式可以最大限度地提升光纤的传输速度和宽带的使用质量。光纤的连接通过不同连接方式进行线路的连接，这种光纤的接入方式可以逐渐进行延伸，为客户提供更加便捷的接入方式，使得光纤可以便捷地接入到各家中，这样可以充分利用光纤宽带的特点，最大限度地提供不受限制的宽带接入方式，更加满足宽带接入的技术需求。

2铁路通信系统中移动通信技术的应用

现代铁路技术的不断发展，速度和安全性得到全面的提升，使得铁路通信系统的传输速度和质量的要求也不断提升，因此现代移动通信系统的使用可以更加科学地提升通信质量。

2.1PDH光纤通信系统

准同步数字系列（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）光纤通信系统是最初的应用方式，这种技术最早出现

在20世纪80年代，并在大秦铁路中得到使用，该铁路设计采用重载双线电气化技术，并使用八芯单模短波光纤技术进行通信系统的搭设，并且其中使用34MB/SPDH的二芯，并在铁路沿线进行通信网络的搭建，这种技术的使用对大秦铁路的通信技术进行了全面的改进，使得该条铁路的建设在通信技术质量得到全面的提升。该条铁路转变了我国传统的线路搭建方式，使得我国铁路通信技术向着数字化技术转变，这是铁路通信系统的全面进步。

PDH光纤通信可以更加全面地对通信系统存在的安全隐患进行修复，也可以更加安全地保证整体通信网络的正常性，是铁路通信系统正常科学运营的保证。但是该技术也存在一些问题，复杂的复用结构和不一致的通信管理标准使得其在铁路通信系统发展中存在一定的制约性，因此该技术的推广存在一些问题[4]。

2.2SDH光纤通信技术

同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）光纤通信技术数字化传输更加快速，是数字化通信技术的进步，在使用中可以全面实现通信数字信息的同步，并将信号固定到帧结构中，因此SDH光纤通信技术可以弥补PDH光纤通信的不足，从而促进通信技术的整体发展与进步，可见SDH光纤通信技术实现了借口标准和信号传输方面的整体进步。首先SDH光纤通信技术在一定程度上简化了网络上下支路信号，保证铁路信号的使用安全，加固通信技术保护，可以保证主媒体的信号在切断时可以自动进行恢复。其次，和厂家取得及时联系，将故障及时反馈，并得到科学的指导，发生故障可以尽快得到恢复，从而保证整体的技术。同时光纤通信系统的强大功能可以更加全面地保证通信安全和传输速度。

SDH光纤通信系统可以在通信系统中迅速建立高地，这样的传输方式可以对我国的整体信息系统进行更加科学的管理，其中典型的就是赣韶铁路的使用，在进行该铁路的修建时采用的是同步传输的方式，这条铁路采用二十芯光缆，其中四芯光纤的开设采用SDH2.5GB/s，保证接入层的上联保护，从而将通信技术进行更加全面的管理，并且在沿线各个线路中接入接入点设备，并在其中设置必要的连接设备就可以对整体线路信号进行控制，从而实现传输系统的二芯合一，这样的通信方式在铁路通信系统的发展中发挥非常关键的作用。

随着经济社会的发展进步，铁路对通信系统的传输速度和传输容量提出了新的要求，不仅需要关注质量，还需要关注安全性，SDH光纤通信技术虽然优势明显，但是在安全性方面存在一些不足，同时言语和数据的发展也成为铁路通信技术的进步，因此需要掌握更加全面的通信传输技术和容量处理技术，需要对方法进一步进行创新。

2.3DWDM光纤通信技术

密集型光波复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）光纤通信技术这种技术的先进性不言而喻，具有较为明显的优势，首先该通信技术可以实现大容量和更加快速的传输速度，这样可以进一步提升光纤的使用效率，并且在管理中可以将不同的波长进行载波，从而实现相同容量小传输时间的缩小，可以使用更少的光纤土提升传输速度，达到更加全面的传输方式，将传输容量进行扩大，提升铁路通信使用质量。其次，DWDM光纤通信技术可以缓解网络协议实际传输和实际传输速度之间的关系，将不同的传输数据以同一激光轨迹进行传输，这样的方式下IP协议、异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode，ATM）协议和单边半字节传输（SigleEdge Nile Tramno，SENT）协议之间可以进行灵活切换，并且在传输速度上实现最大化处理，从而满足铁路信号传输的需要，提升信号传输管理。最后，DWDM光纤通信技术具有非常好的兼容性，并且在组网方面更加灵活多样，可以更好地实现与传统信号通信系统的兼容，从而对铁路信号整体完善具有非常关键的影响。

DWDM光纤通信技术最为典型的使用路段是京九铁路，在进行该条铁路的修建中使用了单模光纤和低损耗的宽带特征，将不同的光纤波长进行合并，在修建中兼容性获得最大程度的发挥，与其他设备之间形成兼容模式，利用其中的二芯G.625对信号进行传输，从而实现两个方向对统一波长的重复使用，相对于单纤单向的传输模式，这种方式使得铁路信号的传输达到最大[5]。

3铁路通信系统中移动通信技术的发展要求

我国现阶段的铁路通信系统在使用中受到时间和地形条件的限制，在使用上要求不断地得到提升，最终都需要依赖光纤通信技术的进一步发展。

3.1超高速、超容量和超长距离传输

我国铁路速度不断提升，因此通信系统需要进一步保证质量和速度，并且随着我国铁路向着国际化发展，超高速、超容量和超长距离的传输是未来的发展趋势，但是仅依靠波分复用技术不能达到要求，因此可以将光时分复用技术进行使用，可以将信号的传输速度达到640GB/s，这阵超高速的传输速度可以保证传输速度整体质量的提升，保证铁路整体通信技术的发展与进步，为我国通信技术的发展提供更好的保证，为我国铁路技术的发展与进步提供更好的保证。

3.2全光网络

我国铁路目前仍然采用传统的光纤网络，但是网络需要采用电器件的网络节点，增加了铁路的维修成本，对通信线路发展存在制约性，因此需要建立真正纯粹的全光网络己经成为发展的保证，全光网络可以以光的形式替代原本的电器件，使得整体的通信管理更加科学规范，从而实现通信网络技术的进步，使得通信技术在电网干线总容量方面具有进步意义，是铁路通信技术的全面发展，也是发展的理想阶段。

4结语

铁路是人们出行非常重要的一种交通运输工具，光纤通信技术与铁路通信系统之间完美的结合，将有效地提高通信系统的智能化和数字化，加快铁路通信系统的发展。铁路通信系统的更新是技术的进步，也是经济发展的需要，因此将现代通信系统使用其中可以更加全面地提升铁路的整体管理方式，不断地将现代移动通信技术使用到铁路发展中，从而进一步提升铁路通信事业的发展与进步。

[参考文献]

[1]何静涛.试论光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].中国新通信，2016（34）：120-121.

[2]魏云龙.铁路信号系统中无线通信技术的应用[J].通信世界，2016（15）：72.

[3]倪鹿明.淺谈光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].信息通信，2015（3）：240-241.

[4]王寧浅析光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].科技创业家，2013（15）：117.

[5]李後.浅谈光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].科技信息，2011（5）：500-501.

作者：解文博

铁路光纤无线通信论文 篇2：

光载无线通信技术的发展与应用前景

摘要：光载无线通信技术结合光纤通信和无线移动通信的技术优势，较好的解决了带宽问题，灵活性问题和电磁干扰问题，其相关技术的研究已在国内外引起了广泛关注。目前瓶颈问题是实用性低，成本较高。作者对此提出了光载无线多体制接入(RoFMA)的实现方案，提出用光时分复用、多体制复用与解复用技术降低接入成本。预示了光载无线多体制宽带接入技术必然获得较大规模发展和较好的市场前景。

关键词：光载无线；拉远基站；光纤直放站；多体制接入

光载无线(ROF)通信技术近几年来成为通信技术中的研究热点，世界光纤通信著名杂志《IEEEIOSA J，of Light wave Technology》、《IEEE J，of Photonie Techniques》、美国光电光纤通信展览会(OFc)、欧洲光通信展览会(ECOC)以及中国的光纤通信会议都经常开辟相关专题进行讨论，美国国防部、中国自然基金重点项目、国家“863”等都发布了许多相关课题来开展深入研究。本文将在此基础上进一步探讨光载无线通信技术的发展趋势和可能的应用；提出光载无线通信技术的一些可能的实现方案；分析光载无线通信的优势和可能遇到的问题。

1　光载无线通信技术的发展趋势

随着人们对带宽和移动性的需求越来越高，无线电频率资源越来越紧张，2G、3G、4G在原来频率资源紧张的情况下不断提出新的频率要求，可是覆盖性能好的低频段已经用完，并且已占用的频段还让不出来。新一代的移动通信只能用新的、更宽的频段。面对需求与供给的尖锐矛盾，光载无线通信技术就应运而生。

OFC 2008会议中网络融合成为一个热点话题，关于RoF技术的文章也有很多被收录其中。与以往不同，这次收录的RoF论文都趋向于对应用的研究，其中比较典型的方案和研究方向有：将正交频分复用(OFDM)应用于RoF系统来增加频谱利用率并减小码间干扰；研究在上行传输时光波长再利用技术，从而去掉基站的光源：基于微波存取全球互通(WiMAX)技术或无线保真(WiFi)与RoF技术结合的研究；基于光分叉复用器(OADMs)的RoF系统环形网络的研究；基于多模光纤和塑料光纤的RoF系统。

美国乔治亚理工大学的研究组对40G／60G射频RoF系统作了大量的研究，并且搭建出了一套光无线传输系统，将DVD存储的高清晰电视数据源调制到40G的微波上，然后经过调制到光载波上传输，经过探测接收并由天线发射，并在接收端将信号送给高清晰电视进行播放，得到很好的实验效果。

同时，光载无线通信技术在产业界也表现出如下特点：无线拉远单元(RRU)与基带拉远单元(BBU)分别承担基站的射频处理部分和基带处理部分，各自独立安装、分开放置，通过电接口或光接口相连接即：BBU+RRU。在TD-SCDMA系统中该方案可以由3根光缆代替传统基站所需的20多根馈线，极大地简化了基站的安装施工。

BBU能够实现平滑扩展和灵活配置，能够全面支持高速下行分组接入(HSDPA)、多媒体宽带多播业务(MBMS)和高速上行分组接人(HSUPA)等，采取异步传输模式(ATM)／互联网协议(IP)双传输协议栈，确保现有网络平滑向全IP网络过渡。设备支持从现有网络向LTE平滑演进。RRU能够针对运营商的不同需求、不同网络环境提供无线接入网络的解决方案，满足城市、郊区、农村、高速公路、铁路、热点地区等的无线覆盖的要求。RRU体积小、重量轻、可安装于水泥杆、拉线塔或建筑物的墙体上，无需专用铁塔。RRU可支持不连续频段双载波，上下行频段跨度可达100 MHz，这意味着今后拥有传统频分双工(FDD)频段的运营商建网所必须的RRU、天线、铁塔等设备和配套设施可以减少一半，将极大降低运营商的建设和运营成本，保护了运营商投资，同时也使得网络工程建设变得更加灵活简便。RRU支持数字化、无风扇、低成本大功率功率放大器(PA)设计。

光载无线通信技术支持发射分集，多级RRU级联，每扇区从一小区扩容到两小区只需改变配置数据，扩容到三小区或者四小区无需额外的合路器和天馈设备。

总的来说，目前国际范围的光载无线的研究开发的发展趋势呈现如下特点：

·光载无线的无线电频率正在由低频向高频、毫米波方向发展。载无线通信的载波方式电正在南单体制向多体制、多用户方向发展。

·光载无线通信的研究层面也正在从网络向着系统和器件的方向发展。

·光载无线通信的研究范围也正在从理论研究向系统开发和业务应用的方向发展。

·光载无线通信的产品开发方向也正在从基带拉远向中频拉远和射频拉远的方向发展。

·光载无线通信的接口标准也正在由CPRI接口向OBSAI接口和开放的实际应用的标准接口方向发展。

·光载无线通信的理论模型的研究也由室外信息模型向室内覆盖模型的方向发展。

2　光载无线通信的实现方案

光载无线通信技术是光纤通信和无线移动通信的交叉科学，是通信技术发展到一定阶段的新领域。针对不同的应用需求和技术水平，我们提出和采用如下几种应用方案：以直放站为基础的多体制共用无线室内覆盖系统，如图1所示；采用拉远基站加宏基站的方式实现信号盲区的覆盖，如网2所示；光载无线多体制接入(RoFMA)的方式，如图3所示。

从图1可知从CSM、PHS、3C基站用天线接收的无线信号可以用光纤或近距离直接用电缆传输到多体制合路器，经功率分配器后由室内天线发射。如果信号传输功率损耗较大也可以在合路前加功率放大器这种无线覆盖的方式结构简单、成本低，仙南于采用天线接收基站信号在室内放大和分配，容易造成室内与窀外基站信号干扰、尤其在3G时代，随着信号带宽和载波频率不断提高，直放站信号干扰在人口密集地区影响更大，目前我们采用拉远基站加宏基站的方式实现信号盲区的覆盖，方案如图2所示。

覆盖方式采用BBU+RRU相结合的方式在RRU和BBU之间采用业界比较成熟的通用公共无线电接口(cPRI)和开放基站架构创始联盟(OBSAI)接口实现互联和互通，这种方式由于RRU本身就是宏基站的一部分不存在另外的干扰。但这种方式结构复杂，实施成本较高，我们在此基础上进一步提出了RoFMA的方式，这一方案如图3所示。

RoFMA吸收了前面两种方式的优点，在BBU和RRU之间，增加多体制复用与解复用器、拉远网络单元(RoFNu)和拉远线路终端(RoFLT)，实现多体制多用户的复用以节省成本，通过BBU+RRU以减少干扰，RRU与BBU之间通过光纤接入网相连。这种方式没有干扰，结构复杂，但单位成

本比较低。

根据上述网络架构再加上我们在查阅资料和充分调研的基础上。光载无线接人的应用前景目前能看到可能包括如下几个方面：

·军事应用：从安全考虑用光载无线通信的方式将雷达接收的宽带的微波或射频信号用光纤传输到远端，当雷达受到打击时可以减少人员伤亡。

·高速传感：用于高速列车、空客等大飞机的视频监控信号的快速传递，既满足宽带的传输要求又能减少电磁污染，维持舒适的乘车或乘机环境。

·3G移动通信：第三代移动通信相对第二代移动通信所使用的频率提高了，需要更多的直放站和拉远基站解决室内覆盖大问题，用光载无线的方式可以减少大量的电缆，因而减少了电磁污染。

·4G移动通信：第四代移动通信相对第三代移动通信频率更高，带宽达1Gb／s，需要用光载无线实现光纤分布式天线的组网结构，用中频拉远技术实现网络覆盖。

·毫米波光纤传输：无线通信要减少干扰，使用60GHZ以上毫米波具有衰减快，电磁干扰少，非常适合室内覆盖，结合光载无线通信的方式将能较好地解决电磁干扰和电磁污染的问题。

3　光载无线通信的优势和存在的问题

目前光载无线分布式基站所采用的接口标准还不够开放，在网络管理等相关方面的设备还存在私有接口部分，导致不同阵营厂商间的产品无法互联互通，同时也影响了RRU的发展，这主要不是技术问题而是利益的协调问题。光载无线分布式基站目前主要采用两种接口标准：一种是RRU和BBU之间的CPRI接口标准，另一种是基带处理、射频、网络传输和控制层面都分离即BBU与RRU之间的OBSAI接口标准。CPRI接口实现相对容易，OBSAI接口研发有一定难度，标准完善相对复杂，但是以上两个标准在接口的开放性上做得都不够深入，导致不同阵营厂商间的产品无法互联互通，在无形中提高了分布式基站的成本。

光载无线通信是一门光与无线交叉融合的通信技术，是适应通信技术的发展而产生的，有许多优势同时也还存在一些发展中的问题，具体优势包括：无线与光纤通信在灵活性、带宽、环保方面优势互补；RoFMA适应信息技术的发展需要，满足灵活、宽带、环保的时代要求，具有发展的机遇；对无线通信与光纤通信单方面而言都已成熟，但其交叉发展还刚刚起步，具有较好的发展前景。RoFMA目前和进一步发展需要解决的问题是：光与无线的集成化(sOC)芯片、高速微波器件缺乏，60 GHz系统由于频率高、在RoF系统中的喇叭天线虽然性能高，但体积大且重，成本也很高；RoF的应用还比较单一，缺乏大规模发展的工艺基础，需要大力发展综合性RRU；网络融合中的接口、媒体接入控制(MAC)协议层实现、天线的更高增益、高速移动在微微蜂窝中频繁切换和多普勒效应问题等等。4结束语

光载无线通信技术正在向宽带、无电磁干扰、低成本的多体制无线接入的方向发展。政府部门、学术界和产业界都高度重视光载无线通信技术的研究和应用，下一步将重点解决光载无线的各种高频器件、SOC芯片、接口规范、频繁切换等问题。

作者：余建国　龚珉杰　张　明

铁路光纤无线通信论文 篇3：

无线通信技术在铁路应急系统中的应用

【摘要】 光通话柱方案基于光纤技术来代替现有区间通话系统。可实现宽带到区间，铁路全线宽带化的目标，可完全兼容基于电缆方式的通话柱的使用终端和使用方式。 提供足够的传输带宽，为区间和车站之间的多媒体信息传输提供透明通道。但该方案存在接入位置受限、接入手段单一、操作复杂、只能进行固定通信、新建成本费用较高等缺陷。

【关键词】 无线通信 应急系统

一、铁路应急通信系统解决方案应遵循的原则

铁路应急通信系统是保证铁路运行安全和服务质量的重要手段，鉴于通信技术的发展趋势，采用合理化的解决方案非常重要，铁路应急通信系统解决方案应遵循的原则是：先进性、便利性、集成性、经济性、可扩展性和安全可靠性。

1、先进性。传输网络采用光纤、数据网、无线承载，解决既有电缆带宽不足、速率低下等问题。

2、便利性。现场部署简单、接入灵活、15分钟以内开通业务，解决既有接入设备多、接入操作繁琐以及因电缆质量不良造成的呼叫不通、不稳等问题。

3、集成性。可提供光纤接口、百兆以太网接口、 AV接口、Z接口，满足光纤、数据网网络的搭建，满足电话、图像等设备的接入，解决既有系统设备间不兼容的问题。

4、经济性。利用现有光纤资源、数据网资源，避免重复性建设的投资。

5、可扩展性。利用无线技术延伸话音、图像等业务到区间的任意地方，保证与现有自动电话网、调度电话网、动静图的互联互通；适应铁路区间复杂多变的环境下，在路肩遮挡、树木遮挡、单兵移动、隧道内部等各种情况下所有业务能够稳定运行；可扩展应用到大型施工的组织、盯控等多种领域。

这里我们研究利用无线接入技术、光纤通信技术和铁路局现有的数据网和传输网络，实现区间内、站场各种应急通信履盖接入。通过对既有数据网资源、光纤资源进行整合，实现站点与中心的互联互通，解决既有电缆传输带宽窄、稳定性差等问题；引进无线接入技术，实现区间多种业务的接入，承载应急电话和直通电话等业务、传送可靠的动态图像，满足铁路区间多种通信业务传送技术、适应铁路区间复杂多变环境下的应急通信技术。

二、铁路应急通信系统主要运用技术

通过既有光纤和数据网实现站点与中心的互联互通，解决电缆传输带宽窄、稳定性差等问题；通过无线承载应急电话、直通电话、动静图业务，满足铁路区间多种通信业务的接入需要、适应铁路区间复杂多变环境下的通信需求。对现有数据网资源、光纤资源进行整合，同时既充分利用现有数据网资源和光纤资源、最大程度的节约了成本，又发挥了无线的灵活性，提高项目的可推广性。

三、铁路应急通信系统主要研究内容

1、利用无线技术来传送可靠的动态图像，以适应铁路区间复杂多变环境下的应急通信技术；

2、利用无线技术来承载应急电话、直通电话等业务，满足铁路区间多种通信业务传送技术。

3、利用各种灵活的接入手段，利用无线接入技术方案，满足铁路沿线各种应急通信、业务倒代、大型作业远程指挥的通信接入技术方案。

四、需要解决的关键技术包括

1、在各种铁路环境下的无线电非视距内传输技术；

2、支持自动电话、调度电话、静图、动图等多种铁路应急通信业务的统一的无线传输平台技术；

3、无线、光纤、数据网的融合技术。

该系统在现网中进行测试及应用，可实现应急电话、直通电话、数据终端等多种业务的接入，满足大数据包传输的带宽要求，满足应急电话、直通电话等实时业务的稳定性要求，满足应急时限方面接入方便性的要求，满足区间移动性的要求。满足铁路区间多种通信业务传送技术、适应铁路区间复杂多变环境下的应急通信需求。

五、主要技术难点

1、在各种铁路环境下的无线电非视距内传输技术。近距离无线传输容易，远距离无线传输较难；视距内无线传输容易，非视距内无线传输较难；窄带无线传输容易，宽带无线传输较难。2、支持自动电话、调度电话、静图、动图等多种铁路应急通信业务的统一的无线传输平台技术。单独实现某一业务容易，实现综合业务较难；基于电路的2种电话业务和基于IP的数据（图像）业务，“尽力而为”的业务管理方式容易，而互不影响、优先有序的管理方式实现起来较难；改变铁路使用习惯和管理习惯实现上述业务容易，而顺从既有的铁路规范和使用及管理习惯实现上述业务则较难。3、无线、光纤、数据网的融合技术。采用无线技术进行区间覆盖，实现容易，但成本高；采用光纤技术的通话柱方案，成本太高，灵活性差；无线、光纤、数据网的融合方案，既充分利用已有的光纤资源，又发挥无线的灵活性，综合造价还是最低，项目的可推广性大大提高。

六、推广应用前景

1、应急抢险的实时指挥：实现铁路沿线区间应急通信的动态图像、静态图像、文本信息、语音通话需求，便于指挥中心实时掌握现场应急救援情况，实时下达指挥命令；

2、大型施工组织实现远程指挥控制；

3、重要铁路行车指挥通信业务的应急倒代。

作者：田晓丹